據(jù)英國《每日郵報(bào)》3月6日報(bào)道，英國一所大學(xué)的科學(xué)家們近日公布一項(xiàng)突破性的新成果，研發(fā)出一種將玻璃和金屬通過超高速激光系統(tǒng)，焊接在一起的方法。
英國赫瑞瓦特大學(xué)的科研人員使用非常短的紅外光脈沖沿接合處將兩種材料融合在一起。研究人員認(rèn)為，這種新工藝有望改變制造業(yè)，在航空航天、國防、光學(xué)技術(shù)甚至醫(yī)療保健領(lǐng)域都將有用武之地。
EPSRC激光生產(chǎn)工藝創(chuàng)新制造中心主任鄧肯漢德(Duncan Hand)教授說:“傳統(tǒng)意義上來說，由于熱特性不同，因此很難將兩種完全不同的材料焊接在一起。高溫和熱膨脹會(huì)首先導(dǎo)致玻璃破碎。”
他表示，將玻璃和金屬焊接在一起將是制造流程和設(shè)計(jì)靈活性的巨大進(jìn)步。目前，涉及玻璃和金屬的設(shè)備和產(chǎn)品通常是由粘合劑粘在一起的，使用起來很麻煩，零部件可能會(huì)逐漸脫落或移動(dòng)。此外，揮發(fā)也是一個(gè)問題——粘合劑中的有機(jī)化學(xué)物質(zhì)會(huì)逐漸釋放，導(dǎo)致產(chǎn)品壽命縮短。
通過實(shí)驗(yàn)，科研人員將石英、硼硅酸鹽玻璃、藍(lán)寶石等多種光學(xué)材料均成功焊接到鋁、鈦、不銹鋼等金屬上。紅外光脈沖的持續(xù)時(shí)間只有幾皮秒(相當(dāng)于1秒之于3萬年的概念)。科學(xué)家將需要焊接的兩種材料緊密接觸，然而，激光通過光學(xué)材料聚焦，形成一個(gè)非常小且強(qiáng)度很高的光點(diǎn)。這就產(chǎn)生了一個(gè)微等離子體(類似于在材料內(nèi)部形成了一個(gè)微小的閃電球)，被一個(gè)高度受限的熔體區(qū)域所包圍。科學(xué)家們在零下50到90度的溫度下對這些焊縫進(jìn)行了測試，發(fā)現(xiàn)它們結(jié)合緊密，足夠堅(jiān)固，能夠應(yīng)對極端情況。
